選擇射頻電感器的關鍵參數(shù)
射頻電感器的選擇涉及到這樣一些關鍵參數(shù):安裝方式(表貼式或直插式),、電感值,、電流額定值,、直流電阻 (DCR)、自諧頻率 (SRF),、品質因數(shù)和溫度額定值,。在應用中,電感器通常追求小尺寸,,但給定應用中電感器的尺寸常常受到物理定律的限制,。電感值和電流額定值是其尺寸的主要決定因素,之后可再對其他參數(shù)進行優(yōu)化。
決定電感值的因素
若將電感器用作一個簡單的單元件(*級)高頻扼流圈,,則應根據(jù)需要扼制的峰值噪聲頻率進行選擇,。在電感器的自諧頻率 (SRF) 下,串聯(lián)阻抗將達到zui大值,。因此,,要選擇一個簡單的射頻扼流圈就應尋找一個SRF接近所需扼流頻率的電感器。
對于高階濾波器,,每個元件的電感值必須根據(jù)濾波器的截止頻率(低通和高通濾波器)或帶寬(通濾波器)計算,。進行這些計算時通常會用到商用電路模擬軟件,如SPICE,、AWR的Microwave Office和 Agilent的Genesys或ADS,。
對于調諧電路或阻抗匹配,嚴格的電感公差是必需的,。如表1所示,,與層疊式或厚膜型電感器相比,繞線式電感器通常能夠達到更嚴格的公差,。
電流要求決定直流電阻
電流額定值和DCR密切相關,。在多數(shù)情況下,如果所有其他參數(shù)保持均等,,則需要選取較大尺寸的產品來降低DCR,。
能讓電感器工作的自諧頻率
在扼流圈的應用中,SRF能夠zui有效地阻斷信號的頻率,。在低于SRF的頻率下,,阻抗隨頻率增大而增大。在SRF下,,阻抗達到zui大值,。在高于SRF的頻率下,,阻抗隨頻率減小而減小,。
對于高階濾波器或阻抗匹配應用,在接近要求的頻率時,,擁有一條較為平緩的電感曲線(恒定電感與頻率的曲線)更為重要,。這就要求選擇一個SRF遠遠高于設計頻率的電感器。根據(jù)以往經驗,,可選擇一個SRF比工作頻率高10倍(10×)的電感器,。一般而言,電感值的選擇通常決定了SRF,,反之亦然,。由于繞線電容增加,電感值越高,SRF就會越低,。
電感和阻抗與頻率的關系
如圖1所示,,電感和阻抗在接近電感器的自諧頻率(SRF)時急劇上升。對于扼流圈的應用,,需選擇一個 SRF等于或接近衰減頻率的電感器,。對于其他應用,SRF應至少比工作頻率高10倍,。
Q值何時比較重要,?
高Q值產生窄帶寬,這一點對于將電感器用于LC(振蕩)回路或窄帶通的應用來說非常重要,。請參考圖 2,。高Q值還會產生低插入損耗,從而使功率損耗降到zui低,。
所有與頻率相關的實和虛的損耗都包含在Q的計算中,,包括電感、電容,、導體的集膚效應和磁性材料的鐵芯損耗,。如表1所示,與相同尺寸和電感值的層疊式電感器相比,,繞線式電感器的Q值要高得多,。